本站原创关键词:框架剪力墙结构设计
一、框架、剪力墙的受力特点
1 框架结构的受力特点框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。
2 剪力墙结构的受力特点
剪力墙结构是利用建筑的内墙或外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构。因其承受的主要再载是水平荷载，使它受剪受弯，所以称为费力墙，以便与一般承受垂直荷载的墙体相区别。剪力墙结构的侧向刚度很大，变形小，既承重又围护，适用于住宅和旅游等建筑。
3 框架一剪力墙结构的受力特点
简称框一剪结构，它是指由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。框架结构建筑布置比较灵活，可以形成较大的空间，但抵抗水平荷载的能力较差，而剪力墙结构则相反。框架一剪力墙结构使两者结合起来，取长补短，在框架的某些柱间布置剪力墙，从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。
二、设计计算中的几个问题
1 剪力墙的布置剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。分散原则是要求剪力墙片数不要太少，而且每片剪力墙刚度不要太大。连续尺寸不要太长，使抗侧力构件数量多一些，分散一些。每片剪力墙的弯曲刚度适中，在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能，也不会使个别墙的受力太集中。负担过重而引起过早地被破坏，刚度过大的墙承担的内力也大。相应的基础处理难度增加， 同时也考虑到剪力墙相距太远，楼面刚度要求大，很难满足要求，周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力，便于保证刚度中心与平面中心相吻合；剪力墙布置在周边对称位置，增加抵抗扭转的内力臂，在不增加剪力墙面积的情况下，提高抗扭转能力。
2 剪力墙的厚度
在框剪结构中剪力墙宜有边缘约束构件即：边框柱和边框梁，在规范中有规定：带边框剪力墙的截面厚度为：(1)抗震设计时，一、二级剪力墙的底部加强部位的厚度均不应小于200mm，且不宜小于层高的1／16；(2)其他情况不应小于160mm，且不应小于层高的1／2O。边框梁的宽度宜与墙同厚，高度可取墙厚的2倍。所以一个合理的剪力墙厚度具有结构安全、经济合理等特点。鉴于此，剪力墙的厚度在优秀论文查重www.808so.com
满足层高的1／16或者1／2O的前提下，取200mm为宜。
3 重视屋面小塔楼的不利影响
有否塔楼宜先确定后电算，暂时做不到时也宜补充分析。规范规定，当局部突出于屋顶的塔楼其平面尺寸，纵横两个方向均小于主体屋顶平面尺寸3／4时，应考虑鞭梢效应的不利影响。在实际工程中，塔楼的尺寸有大有小，如果用基底剪力法计算且是将突出屋顶的部分也作为一个质点参加计算时，则其地震力应根据主体结构的周期T、小塔楼质量与标准层质量之比、小塔楼刚度与标准层刚度之比来确定该地震作用效应的增大系数，以便加大地震作用力，并做为复核塔楼根部及其与之联结楼面处的内力值。一般对于女儿墙、烟囱等的地震作用效应宜考虑增大系数为3；当塔楼为框剪结构时，尚应将框架的剪力考虑1．5的增大系数。当采用振型分解反应谱法取振型数m=3时，其增大系数取1．5～2．0，当振型数取m ≥6时或进行时程分析时，则不再考虑地震力的增大调整。
4 框架剪力墙结构的抗震设计
抗震设计的框架一剪力墙结构，应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法， 并应符合相关规程说明：①当框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的lO％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计；② 当框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10％但不大于50％时，按框架一剪力墙结构设计，③ 当框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的5O％但不大于80％时，按框架一剪力墙结构设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比宜按框架结构的规定采用，剪力墙的抗震等级和轴压比按框架一剪力墙结构的规定执行。④ 当框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80％时，按框架一剪力墙结构设计，其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比应按框架结构的规定采用，剪力墙的抗震等级和轴压比按框架一剪力墙结构的规定执行。当结构的层间位移角不满足框架一剪力墙结构的规定时，需另作抗震性能分析和论证。
三、高层框剪结构抗震设计的技术要点
1 提高剪力墙的抗震能力(1)在设计过程中, 在剪力墙的周围增加梁柱结构, 形成边框剪力墙。这样可阻止斜向的裂缝不会向邻近的结构扩展, 也可以在剪力墙遭到破坏后代替其承载。这里增加的边框结构应具备斜截面的承载能力, 以抵抗剪力墙开裂后对梁柱施加的附加剪应力。
(2)合理的肢墙面积。这种方法的思路是将肢墙的面积变小, 利用结构形式使其形成多肢墙或者双肢墙, 可以控制裂缝和屈服部位出现在结构竖缝和洞口的连梁位置, 形成一个耗能的结构。而且这样的剪力墙可以降低刚度, 避免在地震时发生剪切破坏和底部墙体过早屈服。
2 改善框架的抗震能力
(1)对框架结构的角柱进行强化。角柱是连接横纵框架的关键, 要增加框架结构的整体性, 就需要增强角柱的抗剪能力。
(2)在框架的平面内设计一定数量的钢筋混凝土剪力墙墙板, 这样可以有效地克服框架的剪力滞后的情况, 提高框架结构的整体性和抵抗推力的刚度, 减少整体结构的侧向移动, 特别是层间的位移, 其形式为K 或者X 型。但是, 应注意这样的结果是延性较差, 如果在墙板上适当地设计十字开口,人为地使之出现结构薄弱部位, 形成延性的耗能墙板, 则更加有效。
(3)在结构中增加偏交斜撑等赘余构件, 用弯曲耗能的形式代替轴变的耗能形式, 其中折曲支撑可以利用钢纤维混凝土杆来制造, 偏心连接支撑一般采用钢杆或者劲性钢筋混凝土杆构成。在强烈的地震中, 一方面可以利用这些赘余的杆件来实现先行屈服和形变消耗地震能量; 另一方面, 当这些赘余构件因为形变而失去作用后, 整体结构会发生稳定体系的变化, 而诱发建筑自振周期的改变, 可以避免地震造成的建筑物的共振效应。
3 改善整体抗震能力
( 1)设计中采用机构控制达成总体屈服效果。在框剪结构中的特定位置, 设置一定数量的“塑性铰”, 实现对塑性铰发生位置、次序、形变程度的控制, 使结构在地震时形成较好的耗能机构。在水平向力的作用中, 水平的构件首先屈服, 然后才是竖向构件。
( 2)平衡结构刚度和承载能力。在框架- 剪力墙结构中, 剪力墙的数量增多, 体积增大, 刚度也会随之增加。但是, 这就会使结构的自振周期变小, 总体水平地震作用加大；反之, 结构的刚度就会减小,地震力作用也就变小。因此, 在设计过程中, 应当根据建筑的基本情况来综合考量, 将建筑的设防烈度、高度、装修等级等内容考量在内, 以确定结构允许的位移的最大限值, 从而确定剪力墙的数量和体积, 保证经济和安全并重。
( 3)刚度与延性的和谐统一。框架与剪力墙结构在刚度和弹性限值、延性系数等方面都存在着一定的差异, 这就给框剪结构抗震性能的提升制造了难题。理论上, 框剪结构会出现各个构件不能协调性发挥作用, 而出现先后破坏、各个击破的情况, 这就大大降低了结构中各个构件的有效性和抗震的可靠程度。所以, 在设计中应将各个构件协调起来, 使刚度与延性和谐统
一、 以此保证建筑的抗震需求。
四、结束语合理的搞好框架一剪力墙结构的设计，将直接影响到建筑物的安全使用与技术经济指标的高低。在结构设计阶段，合理确定剪力墙的数目，框架剪力墙结构的布置，不但可以减少大量重复计算工作的问题，还可以达到安全和经济的目标。